煤制氣工藝廢水處理的AO工藝設(shè)計(jì)計(jì)算案例目錄TOC\o"1-3"\h\u13101煤制氣工藝廢水處理的AO工藝設(shè)計(jì)計(jì)算案例 1113591.1設(shè)計(jì)參數(shù) 1312101.2好氧區(qū)設(shè)計(jì) 2187701.3缺氧區(qū)設(shè)計(jì) 3186051.4堿度校核 42111.5污泥回流比和混合液回流比設(shè)計(jì) 4309571.6剩余污泥量 595821.7反應(yīng)池主要尺寸 5159171.8反應(yīng)器進(jìn)、出水計(jì)算 7171781.9曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 823071.10設(shè)備選型 11A/O工藝由缺氧池和好氧池串聯(lián)組成，將部分廢水循環(huán)至缺氧池中，同時達(dá)到硝化和反硝化的效果，在有效去除COD、BOD的同時，也能高效的去除氨氮，作為生物部分以及整個系統(tǒng)的核心，該工藝為整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了有效的保障，同時其運(yùn)行好壞直接關(guān)系到最終水質(zhì)的達(dá)標(biāo)。1.1設(shè)計(jì)參數(shù)1、設(shè)計(jì)參數(shù)表3-24A/O設(shè)計(jì)參數(shù)類別經(jīng)驗(yàn)值設(shè)計(jì)值處理流量/m3/h-250池數(shù)n/座-2污泥負(fù)荷N/[kgBOD5/（kgMLSS·d）]≤0.05-污泥濃度/（mgMLSS/d）3000~50004000污泥齡θc>1011.6總水力停留時間t/h-34.43缺氧段水力停留時間tA/h-11.23好氧段水力停留時間t0/h-23.2溶解氧濃度DO/（mg/L）缺氧池小于0.5好氧池大于2-好氧池取2.02、A/O工藝進(jìn)出水水質(zhì)表3-25A/O工藝進(jìn)/出水水質(zhì)變化污染物類別CODBOD5氨氮總酚揮發(fā)酚石油類氰化物硫化物懸浮物進(jìn)水濃度（mg/L）120871716540.217.5521.71.554出水濃度（mg/L）2421083612.14.4211.51.227去除率（%）8085787075601020501.2好氧區(qū)設(shè)計(jì)好氧區(qū)體積為：V式中：S0——進(jìn)水BOS——出水溶解性BODY——污泥產(chǎn)率系數(shù)，kgVSS/kgBOD5，0.6Kd——內(nèi)源代謝系數(shù)，d-1，取KdθcXVf——VSS和SS的比值，取0.7[34]；X——MLSS濃度，mg/L，取X=4000mg/L。X1、出水溶解性BOD5出水BOD5降到108mg/L，則出水溶解性BOD5為：S=108?7.1×2、污泥齡θc首先確定消化速率μN(yùn)μN(yùn)式中：N——出水氨氮含量，36mg/L；kO2μ故最小污泥齡θcθ選用安全系數(shù)K=3，則實(shí)際污泥齡為：θc3、體積V1V好氧反應(yīng)時間：t1.3缺氧區(qū)設(shè)計(jì)體積為：V式中：NTqdn,T——反消化速率，kg1、NT反應(yīng)去除的總氮量NwN所需脫硝量=165?36?29.0=100.0mg/L故：N2、qdn,Tq式中：θ——溫度系數(shù)，取1.08。q3、體積V2V缺氧反應(yīng)時間：t4、曝氣池總體積V總V則：總污泥齡=11.6+11.6×1.4堿度校核每毫克氨氮的去除會消耗7.14mg堿度；每毫克BOD5的降解會增加0.1mg堿度；每毫克NO3—N的還原也會增加3.57mg堿度。假設(shè)進(jìn)水SALK=400，則SSALK1>100mg/L，仍能保證池內(nèi)pH值≥7.21.5污泥回流比和混合液回流比設(shè)計(jì)1、污泥回流比R設(shè)SVI=150，則回流污泥濃度為：X式中：r——安全系數(shù)，取1.2。由于XMLSSR=2、混合液回流比R內(nèi)脫氮率ηNη則：R1.6剩余污泥量生物污泥產(chǎn)量如下：P對非生物污泥可按下式計(jì)算：P式中：X1——進(jìn)水懸浮固體中惰性物質(zhì)的含量，kg/m3Xe——出水TSS的含量，kg/m3，取0.015kg/m3P剩余污泥量為：?X=故：P1.7反應(yīng)池主要尺寸本設(shè)計(jì)A/O池的尺寸如下圖示。圖3-11A/O池（上：俯視圖，下：剖視圖）1、好氧池尺寸反應(yīng)池按照推流式反應(yīng)池計(jì)算。取好氧池的水深h=4.0m，則：S采用五廊道式，廊寬b=7.0m，則：L校核b/h=7/4=1.75（滿足b/h=1~2）L/b=41.5/7=5.9（滿足L/b=5~10）超高取1.0m，反應(yīng)池總高度為：H=4.0+1.0=5.0m2、缺氧反應(yīng)池尺寸取缺氧池有效水深h=4.0m，則單池面積為：S設(shè)計(jì)缺氧池長與好氧池寬相同，為L2=35m，池長B2為：B超高取1.0m，反應(yīng)池總高度H=4.0+1.0=5.0m缺氧池也采用五廊道式，廊寬b=7.0m。1.8反應(yīng)器進(jìn)、出水計(jì)算1、進(jìn)水管本設(shè)計(jì)將兩組A/O反應(yīng)池合建，A/O反應(yīng)池的總進(jìn)水流量為Q=500m3/h=138.9L/s，取管徑為500mm，管道設(shè)計(jì)成充滿度0.6[27]的碳鋼管道，則流速為：υ=2、回流污泥管道回流污泥管流量QR為：Q管內(nèi)流速v=1.2m/s，則管道截面積為：A=所以，管道直徑為：d=所以，取污泥回流管道管徑為400mm，材料為碳鋼。3、進(jìn)水豎井單池流量Q2=(1+R)×Q=0.139m3/s，取流速v=0.46m/s，則進(jìn)水孔口截面積為：A=故，孔尺寸為0.6m×0.5m，設(shè)計(jì)進(jìn)水豎井尺寸L×B為6.1m×2.0m。4、出水堰及出水豎井取堰寬b=2.5m，則QQ3=Q2=(1+R)×Q=0.139m3/s故堰上水頭H為：H=設(shè)溢流堰寬為100mm，單個之間間距為220mm，高120mm，故堰個數(shù)為11個。設(shè)計(jì)出水豎井尺寸L×B為2.5m×1.0m。5、出水管單個A/O反應(yīng)池的設(shè)計(jì)流量為Q=250m3/h=69.4L/s，取管徑為350mm，管道設(shè)計(jì)成充滿度0.6[27]的碳鋼管道，則流速為：υ=6、混合液內(nèi)回流管道由于內(nèi)回流比R內(nèi)=355%，故混合液內(nèi)回流的流量為：Q取管內(nèi)流速v=0.8m/s，則管道截面積為：A=所以，管道直徑為：d=所以，單個反應(yīng)池回流液管道管徑為650mm。1.9曝氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)1、實(shí)際需氧量AOR（1）分解BOD消耗氧量D1D式中：k——BOD5的分解速率常數(shù)，取k=0.23d-1；t——碳化時間，取t=5dD（2）硝化反應(yīng)消耗氧量D2DD（3）反硝化反應(yīng)產(chǎn)生氧量D3D（4）實(shí)際AORAOR==185.75kg則最大需氧量為：AOR故每千克BOD5每千克=1.22kg2、標(biāo)準(zhǔn)需氧量SOR設(shè)氧轉(zhuǎn)移效率EA=20%，將實(shí)際需氧量AOR換算成標(biāo)準(zhǔn)需氧量SOR。SOR=式中：CS(20)Csm（T）α——污水中傳氧速率修正系數(shù)，取0.82；ρ——壓力修正系數(shù)，取1；β——污水中的飽和溶解氧修正系數(shù)，取0.95?？諝獬隹谔幗^對壓力為：p式中：H——曝氣深度，3.8m；空氣從池中出來后的氧氣含量QtQ故：C故：SOR=同理：SOR好氧池供氣量：GG3、所需空氣壓力p（相對壓力）p=取h1+h2=0.002MPa，則：p=0.002+0.0038+0.004+4、曝氣器數(shù)量n式中：qc——曝氣器的充氧能力，0.15kgO進(jìn)行校核：f=f<0.75m2，符合要求。5、供風(fēng)管道計(jì)算設(shè)計(jì)管道流速均為v=11m/s。（1）干管Q管徑為：d=取管徑為450mm。（2）支管向單側(cè)供氣的支管Q管徑為：d=取管徑為250mm。向雙側(cè)供氣的支管Q管徑為：d=取管徑為300mm。1.10設(shè)備選型1、缺氧池設(shè)備由于缺氧池采用五廊道式結(jié)構(gòu)，故針對兩個缺氧池，分別設(shè)置5個攪拌機(jī)，共設(shè)12個（10用2備），按照5W/m3污水計(jì)算總功率，則N=20.1×4×35×5=14070W，故單個攪拌器所需功率N單=N/5=2814W，因此根據(jù)單機(jī)功率，選擇QJB4/6-400/3-980/S型潛水?dāng)嚢铏C(jī)，參數(shù)如下表所示。表3-26QJB4/6-400/3-980/S型潛水?dāng)嚢铏C(jī)參數(shù)[26]型號額定功率/（kW）額定電流/（A）葉輪直徑/（mm）轉(zhuǎn)速/（r/min）質(zhì)量/（kg）QJB4/6-400/3-980/S412400980732、污泥回流設(shè)備污泥回流比為100%，故單池污泥回流量為250m3/h，兩個A/O系統(tǒng)，選用3臺200QW250-15-18.5排污泵（兩用一備），具體信息如下。表3-27200QW250-15-18.5型污泥排污泵參數(shù)[26]型號排出口的直徑/（mm）工作流量/（m3/h）揚(yáng)程/（m）轉(zhuǎn)速/（r/min）電機(jī)的功率/（kw）效率/（%）200QW250-15-18.520025015147018.5723、混合液回流泵混合液回流比為355%，故單池回流混合液量為887.5m3/h，兩個A/O系統(tǒng)，選用3臺300QW950-20-90排污泵（兩用一備），具體信息如下。表3-28300QW950-20-90混合液排污泵參數(shù)[26]型號排出口的直徑/（mm）工作流量/（m3/h）揚(yáng)程/（m）轉(zhuǎn)速/（r/min）電機(jī)的功率/（kw）效率/（%）300QW950-20-903009502